DE2225462B2

DE2225462B2 - Schaltung zur Berechnung des gemittelten Gesamtausgangssignals einer digitalen Signalquelle

Info

Publication number: DE2225462B2
Application number: DE2225462A
Authority: DE
Inventors: Robert E. Dayton Ohio Esch (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1972-05-25
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2138960B1; IT955686B; CA936246A; US3740532A; AR192784A1; GB1353836A; DE2225462A1; FR2138960A1; CH552850A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Berechnung des gemittelten Gesamtausgangssignals einer digitalen Signalquelle, welche aufeinanderfolgende Aufwärts-Zählimpulse und Abwärts-Zählimpulse bereitstellt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der US-PS 36 44 718 ist eine Schaltung beschrieben, die dazu dient, unter Verwendung eines auf der Oberfläche eines zylindrischen Werkstückes laufenden Meßrades, das bei Drehung um ein vorgegebenes Winkelinkrement jeweils einen Zählimpuls bereitstellt, den Durchmesser des Werkstückes zu berechnen und zur Anzeige zu bringen. Hierzu weist die Schaltung einen Zähler für die vom Meßrad abgegebenen Zählimpulse auf, und das Arbeiten dieses Zählers wird durch einen Winkelgeber gesteuert, der mit einer das Werkstück tragenden umlaufenden Welle zusammenarbeitet. Dieser Winkelgeber setzt den Zähler jeweils nach einer Umdrehung des Werkstückes wieder auf Null zurück und steuert die Übergabe des dem Werkstückdurchmesser zugeordneten Zählerinhalts an eine Anzeigeeinheit. Damit die vom Meßrad während der Datenübertragung zwischen Zähler und Anzeigeeinheit bereitgestellten Zählimpulse nicht verlorengehen, werden sie in einen Hilfszähler gegeben, der während der Totzeit des Hauptzählers aktiviert wird. Der Inhalt des Hilfszählers wird dann mit berücksichtigt, wenn der Hauptzäliler wieder aktiviert wird.

Es sind nun ferner digitale Signalquellen bekannt, die sowohl Aufwärts-Zählimpulse als auch Abwärts-Zählimpulse bereitstellen. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Stellungsgeber digitaler Meßmaschinen, welche bei Verlagerung des Meßkörpers des Stellungsgebers um eine vorgegebene Wegstrecke in der einen Richtung einen Aufwärts-Zählimpuls und bei Verlagerung des Meßkörpers um die vorgegebene Wegstrecke in entgegengesetzter Richtung einen Abwärts-Zählimpuls bereitstellen. Die Stellungsgeber werden normalerweise gegen Schwingungen und Erschütterungen abgeschirmt, die durch das Arbeiten in der Nähe aufgestellter anderer Maschinen hervorgerufen werden.

Es ist in der Meßtechnik ferner bekannt, einem langsam veränderlichen oder stationären Msßsignal überlagerte höherfrequente Störungen durch Mittelwertbildung zu entfernen. Bei einem ein Analogsignal abgebenden Stellungsgeber läßt sich dies verhältnismäßig einfach durch Glätten mit einem Kondensator bewerkstelligen.

Dem oben geschilderten zusammengenommenen Stand der Technik ist im Oberbegriff des Anspruchs 1 Rechnung getragen.

Durch die vorliegende Erfindung soll demgegenüber eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so ausgebildet werden, daß sie den nachstehenden Anforderungen genügt:

1. Bei der Mittelwertbildung sollen weiterhin keine Zählimpulse verlorengehen.

2. Da die Anzeigeeinheit beim Stand der Technik genau den Mittelwert anzeigt, kann das momentane Gesamtausgangssignal der Signalquelle sich erheblich vom Mittelwert unterscheiden. Dies ist insbesondere bei Stellungsgebern störend, wenn ein mit dessen Meßkörper zusammenarbeitenden Maschinenteil, z. B. einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, im Eilgang verfahren wird. Hierbei ändert sich das Gesamtausgengssignal des

ίο Stellungsgebers sehr rasch. Bei ausschließlicher Verwendung des Mittelwertes könnte die Steuerung der Werkzeugmaschine im Eilgang nicht unter Verwendung der gleichen Meßvorrichtung erfolgen wie die Steuerung bei den langsamer erfolgenden Bearbeitungsbewegungen.

3. Auch dem gewünschten Ausgangssignal der Signalquelle überlagerte asymmetrische Signalfluktuationen sollen richtig herausgemittelt werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1.

Wird die erfindungsgemäße Schaltung mit rasch aufeinanderfolgenden Aufwärts- oder Abwärts-Zählimpulsen beaufschlagt, so wird zunächst der Hilfszähler aufgefüllt. Bei seinem Überlauf wird dann der Umschaltkreis so angesteuert, daß alle nachfolgenden Aufwärts- oder Abwärts-Zählimpulse direkt auf den Hauptzähler gegeben werden. Bei rascher Änderung des von der digitalen Signalquelle bereitgestellten Gesamtausgangssignals erfolgt somit auch eine rasche

Änderung des Inhalts des Hauptzählers. Der Unterschied zwischen dem Inhalt des Hauptzählers und dem wirklichen Gesamtausgangssignal der Signalquelle kann maximal gleich der Kapazität des Hilfszählers sein.
Ändert sich das Gesamtausgangssignal der Signalquelle nur wenig, so wird der mittlere Zählerstand des Hilfszählers durch Zufuhr zusätzlicher Zählimpulse zum Hauptzähler durch den Impulsgenerator betragsmäßig verkleinert. Dies erfolgt so lange, bis der mittlere Zählerstand Null des Hilfszählers erreicht wird, d. h. der Zählerstand des Hauptzählers genau dem Gesamtausgangssignal der Signalquelle erfolgt. Fluktuationen des Gesamtausgangssignals der Signalquelle, die sich innerhalb eines Mittelwertbildungszyklus herausheben, haben keinerlei Einfluß auf den Zählerstand des Hauptzählers.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung wird somit erreicht, daß bei langsamen Änderungen des Gesamtausgangssignals oder konstantem Gesamtausgangssignal der Signalquelle überlagerte Signalfluktuationen

herausgemittelt werden. Bei raschen Änderungen des Gesamtausgangssignals wird dagegen der Hauptzähler direkt nachgeführt.

Dabei ist die erfindungsgemäße Schaltung verhältnismäßig einfach aufgebaut. Die Phasenlage des Mittelwertbildungszyklus bezüglich der Phasenlage der Störsignale ist ohne Einfluß auf das der Anzeigeeinheit übermittelte Ausgangssignal der Schaltung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Stellungsmeßgerätes, F i g. 2 Einzelheiten der mit dem Stellungsgeber verbundenen Schaltung des Stellungsmeßgerätes nach Fig.l,

Fig.3 Einzelheiten des Synchronisierkreises der in F i g. 2 gezeigten Schaltung,

F i g. 3A den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale ,verschiedener Bauelemente des Synchronisierkreises nach F i g. 3,

F i g. 4 Einzelheiten des Umschaltkreises der in F i g. 2 gezeigten Schaltung,

Fig.5 Einzelheiten des Hilfszählers und des ihm zugeordneten, die Überlaufrichtung festhaltenden Flip-Flops,

F i g. 6 Einzelheiten des Überlaufdetektors der Schaltung nach F i g. 2,

F i g. 7 Einzelheiten des Mittelwertrechners nach Fig. 2,

F i g. 8 Einzelheiten eines Mittelwertkorrekturzählers und eines die Richtung der Korrektur vorgebenden Flip-Flops der Schaltung nach F i g. 2,

F i g. 9 Einzelheiten der Steuerschaltung der Schaltung nach F i g. 2,

Fig. 10 eine graphische Darstellung derjenigen der von der Steuerschaltung abgegebenen Steuersignale, welche zur eigentlichen Mittelwertbildung verwendet werden, und

Fig. 11 eine graphische Darstellung derjenigen der von der Steuerschaltung abgegebenen Steuerimpulse, welche zur Übernahme und Verarbeitung jeweils eines Wertes vom Hilfszähler dienen.

Fig. 1 zeigt ein Stellungsmeßgerät mit einem Stellungsgeber 10, der bei Verlagerung seines Meßkörpers in der einen Richtung über eine Leitung 12 Aufwärts-Zählimpulse und bei Verlagerung seines Meßkörpers in der entgegengesetzten Richtung über eine Leitung 14 Abwärts-Zählimpulse an einen Umschaltkreis 16 überstellt. In der Zeichnung sind Aufwärts-Zählimpulse durchgehend durch ein Fangedeutet, Abwärts-Zählimpulse durch ein R.

Der Umschaltkreis 16 verbindet entweder zu einem Hauptzähler 18 führende Leitungen 20 und 22 oder zu einem Hilfszähler 24 führende Leitungen 26 und 28 mit den Leitungen 12 und 14. Das Umschalten erfolgt in Abhängigkeit von einem über eine Leitung 30 zugeführten Steuersignal, das von der Überlaufklemme des Hilfszählers 24 bereitgestellt wird.

Der Hilfszähler 24 hat, verglichen mit dem Hauptzähler 18, geringe Kapazität. Für die weitere Beschreibung sei angenommen, daß der Hilfszähler 24 ein vierstelliger Binärzähler ist. Läuft der Hilfszähler 24 beim Aufwärtszähien oder Abwärtszählen über, so sorgt das über die Leitung 30 dem Umschaltkreis 16 zugeführte Steuersignal dafür, daß weitere Aufwärts-Zählimpulse bzw. Abwärts-Zählimpulse, die von den Leitungen 12 und 14 bereitgestellt werden, nicht mehr auf den Hilfszähler 24, sondern über die Leitungen 20 und 22 direkt auf den Hauptzähler 18 gegeben werden. Ist dagegen der Hilfszähler 24 noch nicht voll aufgefüllt, so fehlt ein entsprechendes Steuersignal auf der Leitung 30, und der Umschaltkreis 16 leitet die auf den Leitungen 12 und 14 ankommenden Zählimpulse zum Hilfszähler 24.

Der Zählerstand des Hilfszählers 24 wird periodisch in einen Mittelwertrechner 32 eingelesen. Letzterer stellt nach Übernahme einer vorgegebenen Anzahl von Werten ein gemitteltes digitales Signal bereit, das auf einen Impulsgenerator 34 gegeben wird. Letzterer erzeugt in Abhängigkeit von dem zusammen mit seinem Vorzeichen überlragencn Mittelwert zusätzliche Aufwärts-Zählimpulse und Abwärts-Zählimpulsc, die über Leitungen 36 und 38 direkt auf den Hauptzählcr 18 und über Leitungen 40 und 42 auf die entgegengesetzten Zählklemmcn des Hilfszählers gegeben werden. Zählimpul.se auf der Leitung 36, die Abwärt.s-Zählimpulse für den Hauptzähler darstellen, sind zugleich über die Leitung 40 zugeführte Aufwärts-Zählimpulse für den Hilfszähler und umgekehrt.

Die vom Impulsgenerator pro Mittelwertbildungszyklus abgegebenen zusätzlichen Zählimpulse können jeweils ein einzelner Zählimpuls oder ein ganzer Zug von Zählimpulsen sein, wobei im letzteren Fall die Anzahl der Impulse von dem durch den Mittelwertrechner 32 bereitgestellten Mittelwert abhängt. Erzeugt der

ίο Impulsgenerator 34 derartige Züge zusätzlicher Zählimpulse, so wird der Zählerstand des Hilfszählers sehr rasch auf den mittleren Wert Null gebracht. Die Schaltung des Impulsgenerators ist dann jedoch komplizierter.

Das oben beschriebene Stellungsmeßgerät arbeitet wie folgt:

Wird der Meßkörper des Stellungsgebers verfahren, so stellt dieser auf der Leitung (2 eine Vielzahl aufeinanderfolgender Aufwärts-Zählimpulse oder auf der Leitung 14 eine Vielzahl aufeinanderfolgender Abwärts-Zählimpulse bereit, die durch den Umschaltkreis 16 zunächst auf den Hilfszähler 24 gegeben werden, bis dieser in der Aufwärtszählrichtung oder in der Abwärtszählrichtung überläuft. Das hierbei erhaltene Überlaufsignal gelangt über die Leitung 30 auf die Steuerklemme des Umschaltkreises 16, worauf dieser die daraufhin eintreffenden Zählimpulse direkt zum Hauptzähler 18 leitet.

Wird die Verschiebung des Meßkörpers des Stellungsgebers 10 beendet und treten hiernach keine weiteren Störbewegungen des Meßkörpers zugeordnete Zählimpulse auf, so wird der Zählerstand des Hauptzählers durch vom Impulsgenerator 34 abgegebene zusätzliche Zählimpulse zunehmend erhöht oder

S3 erniedrigt, bis der Zählerstand des Hilfszählers Null ist.

Der Zählerstand des Hauptzählers entspricht somit nach einer gewissen zeitlichen Verschiebung dem Gesamtausgangssignal des Stellungsgebers 10.

Da das Gesamtausgangssignal des Stellungsgebers stets gleich der Summe der Zählerstände von Hauptzähler 18 und Hilfszähler 24 ist, kann der Zählerstand des Hauptzählers 18 niemals um mehr als die Kapazität des Hilfszählers 24 hinter dem wahren Gesamtausgangssignal des Stellungsgebers 10 nacheilen.

Treten am Meßkörper des Stellungsgebers 10 Schwingungen auf und ist der Hilfszähler 24 nicht ganz gefüllt, so führen die durch die Schwingungen zusätzlich erzeugten Aufwärts- und Abwärts-Zählimpulse nur zu einer Änderung des Hilfszählers 24. Der Mittelwerten rechner 32 mittelt den Zählerstand des Hilfszählers 24 über eine vorgegebene Zeit. Ist der Mittelwert Null, was einem Schwingen des Meßkörpers um eine Gleichgewichtslage entspricht, so erzeugt der Impulsgenerator 34 keine zusätzlichen Zählimpulse, und der Zählerstand

)0 des Hauptzählers 18 bleibt unverändert. Ist dagegen der vom Mittelwertrechner 32 bestimmte Mittelwert von Null verschieden, was heißt, daß der Meßkörper des Stellungsgebers nicht nur schwingt, sondern auch langsam in einer Richtung driftet, so wird durch den

i'" Impulsgenerator 34 ein zusätzlicher Aufwärts-Zählimpuls oder Abwärts-Zählirnpuls abgegeben, so daß der Hauptzähler gemäß der Driftbewegung nachgestellt wird und der Zählerstand des Hilfszählers 24 betragsmäßig entsprechend verkleinert wird. Damit kann der

>>"> Hilfszähler wieder größere Schwankungen im Ausgang.ssignal des Stellungsgebers 10 ohne Oberlauf aufnehmen.
Bei dem in Fig. I gezeigten Stcllungsmcßgcrät wird

somit der Hauptzähler auch richtig nachgefahren, wenn der Meßkörper des Stellungsgebers asymmetrisch schwingt, d. h. eine Störbewegung einer zu erfassenden Driftbewegung überlagert ist.

Der Hauptzähler 18 ist mit einer schematisch dargestellten Anzeige zur Wiedergabe des Zählerinhalts versehen. Über eine Leitung 42 ist ferner ein Rückstellkreis 40 mit dem Hauptzähler 18 verbunden, um den Zählerstand auf Null setzen zu können. Bei dem in F i g. 1 gezeigten Stellungsmeßgerät kann so der Nullpunkt unabhängig von Schwingungen des Meßkörpers des Stellungsgebers um seine Gleichgewichtslage eingestellt werden. Die Phasenlage des Rückstellsignals bezüglich etwaiger Schwingungen des Meßkörpers des Stellungsgebers ist somit ohne jegliche Bedeutung.

Aus F i g. 1 ist auch gut ersichtlich, daß am Hauptzähler und der ihm zugeordneten Anzeige keinerlei Abwandlungen vorgenommen werden müssen, um ein Herausmitteln von Schwingungen des Meßkörpers zu ermöglichen. Die aus dem Umschaltkreis 16, dem Hilfszähler 24, dem Mittelwertrechner 32 und dem Impulsgenerator 34 kann ohne Schwierigkeiten in ein schon vorhandenes Stellungsmeßgerät eingefügt werden, das nur aus dem Stellungsgeber 10, einem Hauptzähler 18 und einer zugeordneten Anzeige besteht.

F i g. 2 zeigt ein detaillierteres Blockschahbild der zum Herausmitteln von Störsignalen verwendeten Schaltung. Zu dieser gehört eine Steuerschaltung 48, welche Takt- und Steuerimpulse für den Mittelwertrechner 32, einen Synchronisierkreis 50, einen dem Umschaltkreis 16 entsprechenden Umschaltkreis 58, einen Mittelwertkorrekturrechner 62 sowie ein Flip-Flop 78 bereitstellt.

Der Synchronisierkreis 50 ist eingangsseitig mit den Leitungen 12 und 14 verbunden und dient dazu, die ankommenden Zählimpulse auf den Takt der restlichen Schaltung zu synchronisieren, der durch die Steuerschaltung 48 vorgegeben ist. Die synchronisierten Aufwärts-Zählimpulse werden über eine Leitung 52 auf den Umschaltkreis 58 gegeben, die synchronisierten Abwärts-Zählimpulse über eine Leitung 54. Die Übermittlung der Taktimpulse von der Steuerschaltung 48 zum Synchronisierkreis 50 erfolgt über eine Leitung 56. Über eine Zweigleitung 60 der Leitung 56 ist der Umschaltkreis 58 ebenfalls mit den Taktimpulsen beaufschlagt.

In Fig.2 ist die Aufwärts-Zählimpulse zum Hilfszähler übermittelnde Leitung mit 66 bezeichnet, die Abwärts-Zählimpulse zum Hilfszähler 24 übermittelnde Leitung mit 68. Die Überlaufklemmen des Hilfszählers 24 sind über Leitung 140 und 142 mit dem Setz- bzw. Rückstelleingang eines Flip-Flops 64 verbunden, das die Richtung eines erfolgten Überlaufes speichert. Der Ausgang des Flip-Flops 64 ist über eine Leitung 74 mit einem ersten Eingang des Mittelwertrechners 32 verbunden, der über eine weitere Leitung 76 zugleich direkt mit dem Ausgang des Hilfszählers 24 verbunden ist.

Eingänge eines Überlaufdetektors 72 sind über eine Leitung 150 mit der Leitung 56 bzw. über eine Leitung 152 mit der Leitung 74 verbunden. Zwei mit zwei Ausgängen des Überlaufdetektors 72 verbundene Leitungen 70/1 und 70B sind mit zwei Steuerklemmen des Umschaltkreises 58 verbunden. Auf der Leitung 70A steht dann ein Signal, wenn der Hilfszähler 24 in Aufwärtszählrichtung überläuft, auf der Leitung 70S wird dann ein Signal erhalten, wenn der Hilfszähler 24 in Abwärtszählrichtung überläuft.

Wie schon oben dargelegt worden ist, leitet der Umschaltkreis 58 ankommende Zählimpulse zu einer der Leitungen 20 und 22, wenn entweder auf der Leitung 7OA oder auf der Leitung 7OB ein Signal steht.
Der Mittelwertrechner 32 ist über eine Leitung 80 mit einem Mittelwertkorrekturzähler 62 und über eine Leitung 82 mit einem das Vorzeichen des Mittelwertes speichernden Flip-Flops 78 verbunden.

Durch Leitungen 84, 88 und 96 sind der Mittelwert-

ίο rechner 32, der Mittelkorrekturzähler 62 und das Flip-Flop 78 mit der Steuerschaltung 48 verbunden.

Eine Leitung 90 ist mit dem Ausgang des Mittelwertkorrekturzählers 62 verbunden, und auf ihr steht dann ein Signal, wenn der Mittelwert von Null verschieden ist Die Leitung 90 ist mit einer weiteren Steuerklemme des Umschaltkreises 58 verbunden. Eine vierte Steuerklemme des Umschaltkreises 58 ist über eine Leitung 92 mil dem Ausgang des Flip-Flops 78 verbunden. Übet Leitungen 94 und 96 werden dem Mittelwertkorrektur· zähler 62 vom Umschaltkreis 58 Aufwärts-Zählimpulse bzw. Abwärts-Zählimpulse zugeführt.

Der Mittelwertkorrekturzähler 62 und das Flip-Flop 78 bilden zusammen mit der Steuerschaltung 48 der Impulsgenerator 34. Dieser arbeitet folgendermaßen Ist der vom Mittelwertrechner 32 berechnete Mittelwert von Null verschieden und positiv, so steht auf der Leitung 92 ein Signal, welches den Umschaltkreis 58 dazu veranlaßt, über die Leitung 60 erhaltene Taktimpulse als Aufwärts-Zählimpulse auf den Hauptzähler und als Abwärts-Zählimpulse auf den Hilfszählei und den Mittelwertkorrekturzähler zu geben. Dies erfolgt so lange, bis der Zählerstand des Mittelwertkorrekturzählers Null ist. Ist der vom Mittelwertrechner 32 bereitgestellte Mittelwert von Null verschieden und negativ, so liegt auf der Leitung 92 ein Steuersignal durch welches der Umschaltkreis 58 veranlaßt wird, aul der Leitung 60 erhaltene Taktimpulse als Abwärts-Zählimpulse auf den Hauptzähler und als Aufwärts-Zählimpulse auf den Hilfszähler und den Mittelwertkorrekturzähler zu geben. Dies erfolgt wiederum so lange, bis dei Zählerstand des Mittelwertzählers 62 Null ist. Ist der Zählerstand des Mittelwertkorrekturzählers 62 Null, se liegt auf der Leitung 90 ein Steuersignal, welches sicherstellt, daß die über die Leitung 60 voir Umschaltkreis 58 erhaltenen Taktimpulse überhaupt abgeblockt werden. Auf diese Weise stellen die Steuerschaltung 48, der Mittelwertkorrekturzähler 62 und das Flip-Flop 78 sicher, daß der Zählerstand des Hauptzählers 18 dem arithmetischen Mittel des Gesamtausgangssignals des Stellungsgebers 10 entspricht.

Nunmehr werden die einzelnen Blöcke der in F i g. 2 gezeigten Schaltung unter Bezugnahme auf die Fig.; bis 11 näher erläutert. Dabei wird zusätzlich auf durch überstrichene Bezugszeichen gekennzeichnete Leitun· gen Bezug genommen, wodurch zum Ausdruck gebracht werden soll, daß diese Leitungen das invertierte Signal der mit den nicht überstrichener Bezugszeichen gekennzeichneten Leitungen übermitteln.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, hat der Synchronisierkreis 50 zwei mit den Leitungen 12 und 14 verbundene Flip-Flops A\ und A2, die jeweils durch die hintere Flanke der auf diesen Leitungen übermittelten Zählimpulse gesetzt werden. Bei Erhalt eines Aufwärts-Zählimpulses wird somit am Ausgang Q des Flip-Flops A\_ein hochpegeliges Signal erhalten, an seinem Ausgang Qein niederpegeliges Signal. Entsprechende Signale wcrder

an den Ausgängen Q und Τ} des Flip-Flops A₂ erhalten, wenn auf der Leitung 14 ein Abwärts-Zählimpuls übermittelt wird.

Der nach dem Setzen des Flip-Flops A\ oder A₂ als nächster über die Leitung 56 erhaltene Taktimpuls aktiviert zwei weitere Flip-Flops B\ und B₂, deren Eingänge / und K mit zugeordneten Ausgängen Q und Q der Flip-Flops At und A2 verbunden sind. Auf diese Weise wird ein_ hochpegeliges Signal an einem der Ausgänge Q, Q der Flip-Flops A\ und A2 auf die entsprechenden Ausgänge Q und Q der Flip-Flops B\ und Bi synchronisiert durch die Taktimpulse auf der Leitung 56 übertragen. Die Ausgänge Q und Q der Flip-Flops B\ und B2 sind mit den Leitungen 52, 52, 54 und 54 verbunden.

Durch einen Inverter 102 werden die Taktimpulse in ein komplementäres Impulssignal umgesetzt, das zur Rückstellung der Flip-Flops A\ und A2 dient. Damit sichergestellt ist, daß das Ausgangssignal der Flip-Flops Ai und A₂ von den Flip-Flops B\ und B₂ übernommen worden ist, bevor die Flip-Flops A\ und A2 zurückgestellt werden, wird das vom Inverter 102 bereitgestellte Rückstellsignal über eine Leitung 112 auf eine Eingangsklemme eines UND-Gliedes 110 gegeben, dessen Ausgang mit den Rückstellklemmen der Flip-Flops A\ und A₂ verbunden ist. Die zweite Eingangsklemme des UND-Gliedes 110 ist mit dem Ausgang eines ODER-Gliedes 104 verbunden, dessen Eingänge über Leitungen 106 und 108 mit den Ausgangsklemmen ~Q der Flip-Flops B\ und B₂ verbunden sind. Nach dem Zurückstellen der Flip-Flops A\ und A2 im wesentlichen durch einen invertierten Taktimpuls, d. h. um einen phasenverschobenen Taktimpuls, wird dann durch den nächsten auf der Leitung 56 erhaltenen Taktimpuls ein Zurückstellen der Fiip-Flops B\ und B₂ herbeigeführt.

Wie aus F i g. 3A gut ersichtlich ist, führt ein auf einer der Leitungen 12 oder 14 übermittelter Zählimpuls Ta zu einem zeitlich versetzten Impuls Qa an einer der Ausgangsklemmen der Flip-Flops A\ und A₂ sowie zu einem weiter zeitlich verzögerten Impuls Qb an einer der Ausgangsklemmen der Flip-Flops Si und B₂.

Nunmehr wird auf Fig.4 Bezug genommen, in der Einzelheiten des Umschaltkreises 58 gezeigt sind.

Der Umschaltkreis 58 hat folgende Eingangsleitungen:

Die Leitungen 52 und 52, über die Aufwärts^Zählimpulse zugeführt werden; die Leitungen 54 und 54, über die Abwärts-Zählimpulse zugeführt werden; die Leitungen 7OA und 705, über die Signale zugeführt werden, die anzeigen, ob der Hilfszähler 24 zuletzt in Aufwärtszählrichtung oder Abwärtszählrichtung übergelaufen ist; die Leitungen 92 und 92, über die Signale zugeführt werden, die anzeigen, ob der gemittelte Zählerstand des Hilfszählers 24 größer oder kleiner als Null ist; die Leitung 90, über die ein Signal übermittelt wird, wenn der Zählerstand des Mittelwertkorrekturzählers 62 Null ist; und die Leitung 60, über die von der Steuerschaltung 48 bereitgestellte Taktimpulse zugeführt werden.

Der Umschaltkreis 58 hat ferner folgende Ausgangsleitungen:

Die Leitungen 20 und 22, über welche Aufwärts-Zählimpulse und Abwärts-Zählimpulse an den Hauptzähler 18 abgegeben werden; die Leitungen 66 und 68, über welche Aufwärts-Zählimpulse und Abwärts-Zählimpulse an den Hilfszähler abgegeben werden; und die Leitungen 94 und 96, über die Aufwärts-Zählimpulse und Abwärts-Zählimpulse an den Mittelwertkorrekturzähler 62 abgegeben werden.

Der Umschaltkreis 58 enthält ausgangsseitig jeweils mit einer der Ausgangsleitungen verbundene UND-Glieder 114, 116, 118, 120, 122 und 124. Erste Eingangsklemmen der UND-Glieder 114 und 116 sind über einen Inverter 117 mit der Leitung 60 verbunden, während erste Eingangsklemmen der UND-Glieder 118, 120, 122 und 124 direkt mit der Leitung 60 verbunden sind. Die zweiten Eingangsklemmen der UND-Glieder 114 bis 124 sind über Leitungen 126, 128, 130,132,134 und 136 mit einer aus UND-Gliedern und ODER-Gliedern bestehenden Logikschaltung verbunden, deren Einzelheiten aus F i g. 4 ersichtlich sind und die wie folgt arbeitet:

Auf der Leitung 136 wird dann ein Signal erhalten, wenn zugleich die nachstehenden Bedingungen a) und b) erfüllt sind:

a) Auf der Leitung 90 steht kein Signal, d. h. der Mittelwert des Zählerstandes des Hilfszählers 24 ist von Null verschieden; auf der Leitung 92 steht ein Signal, d. h. der Mittelwert des Zählerstandes des JHiIfszählers 24 ist größer als Null; auf der Leitung 54 steht ein Signal, d. h., es wird kein Abwärts-Zählimpulse auf den Umschaltkreis gegeben.

b) Auf der Leitung 70B liegt kein einen negativen Überlauf des Hilfszählers 24 anzeigendes Signal, es wird auch kein Aufwärts-Zählimpuls über die Leitung 52 bereitgestellt.

Bei gleichzeitiger Erfüllung der Bedingungen a) und b) erhält man somit auf der Leitung 136 ein Signal und damit bei Eintreffen des nächsten Taktimpulses auch auf der Leitung 96 einen Abwärts-Zählimpuls. Die Leitung 136 ist zugleich über eine Leitung 137 mit der Leitung 126 verbunden, so daß bei Erhalt des nächsten vom Inverter 117 invertierten Taktimpulses auf der Leitung 20 ein Aufwärts-Zählimpuls erhalten wird.

Ähnlich wird auf der Leitung 134 dann ein Signal erhalten, wenn der Mittelwert des Zählerstandes des Hilfszählers 24 von Null verschieden und negativ ist und kein Aufwärts-Zählimpuls auf den Umschaltkreis 58 gegeben wird und zugleich weder ein Überlauf des Hilfszählers in Aufwärtszählrichtung vorliegt noch ein Abwärts-Zählimpuls auf den Umschaltkreis 58 gegeben wird. Unter diesen Bedingungen erhält man auf der Leitung 94 bei Erhalt des nächsten Taktimpulses über die Leitung 60 einen Aufwärts-Zählimpuls. Da die Leitung 134 über eine Leitung 135 mit der Leitung 128 verbunden ist, erhält man zugleich bei Erhalt des nächsten invertierten Taktimpulses auf der Leitung 22 einen zusätzlichen Abwärts-Zählimpuls.

Auf der Leitung 132 erhält man immer dann ein Signal, wenn ein Abwärts-Zählimpuls auf der Leitung 54 erhalten wird oder auf den Leitungen 136 und 137 ein Signal steht, das auch zur Erzeugung eines Abwärts-Zählimpulses auf der Leitung 96 und damit zur Erzeugung eines Aufwärtszählimpulses auf der Leitung 20 führt.

Auf der Leitung 130 wird immer dann ein Signal erhalten, wenn entweder auf der Leitung 52 ein Aufwärts-Zählimpuls zugeführt wird oder auf den Leitungen 134 und 135 ein Signal steht, das zur Abgabe eines Abwärts-Zählimpulses auf der Leitung 94 und damit zur Abgabe eines Abwärts-Zählimpulses auf der Leitung 22 führt.

Die Leitung 128 ist dann mit Signal beaufschlagt, wenn entweder ein Abwärts-Zählimpuls auf der Leitung 54 erhalten wird und zugleich ein Überlauf des

Hilfszähters in Abwärtszählrichtung vorliegt oder dann, wenn die Leitungen 134 und 135 mit Signal beaufschlagt sind, d. h. über die Leitungen 66 und 94 Aufwärts-Zählimpulse abgegeben werden.

Die Leitung 126 schließlich ist entsprechend dann mit Signal beaufschlagt, wenn auf der Leitung 52 ein Aufwärts-Zählimpuls bereitgestellt wird und ein Überlauf des Hilfszählers in Aufwärtszählrichtung vorliegt (Signal auf Leitung 70A) oder dann, wenn die Leitungen 136 und 137 mit Signal beaufschlagt sind, d. h., auf den Leitungen i58 und 96 ein Abwärts-Zählimpuls bereitgestellt wird.

Die oben beschriebene Darstellung der Arbeitsweise des Umschaltkreises 58 erläuterte die Logikschaltung ihrer Funktion nach unter Verwendung der logischen Verknüpfungen UND bzw. ODER. Üblicherweise werden derartige Logikschaltungen jedoch aus NAND-Gliedern und NOR-Gliedern aufgebaut, wie dies in Fig.4 gezeigt ist. In diesem Fall sind bei gleicher Funktion die entsprechenden Signale jeweils durch das invertierte Signal zu ersetzen, wie dem Fachmann bekannt ist.

Zusammenfassend läßt sich die Arbeitsweise des Umschaltkreises 58 wie folgt beschreiben:

Auf der Leitung 20 wird ein Signal erhalten, wenn ein Überlauf des Hilfszählers 24 in Aufwärtsrichtung vorliegt und zugleich weitere Aufwärts-Zählimpulse über die Leitung 52 erhalten werden oder dann, wenn zur Verminderung eines positiven Mittelwertes des Zählerstandes des Hilfszählers 24 ein Abwärts-Zählimpuls über die Leitungen 68 und 96 abgegeben wird.

Auf der Leitung 22 wird ein Abwärts-Zählimpuls erhalten, wenn ein Überlauf des Hilfszählers 24 in Abwärtszählrichtung vorliegt und zugleich ein Abwärts-Zählimpuls auf der Leitung 54 erhalten wird oder dann, wenn zur betragsmäßigen Verringerung eines negativen Mittelwertes des Zählerstandes des Hilfszählers 24 ein Aufwärts-Zählimpuls über die Leitungen 66 und 94 abgegeben wird.

Die Leitung 66 ist dann mit einem Aufwärts-Zählimpuls beaufschlagt, wenn kein Überlauf des Hilfszählers 24 vorliegt und ein Aufwärts-Zählimpuls auf der Leitung 52 erhalten wird oder dann, wenn zur Verminderung eines negativen Mittelwertes des Zählerstandes des negativen Mittelwertes des Zählerstandes des Hilfszählers 24 ein zusätzlicher Abwärts-Zählimpuls auf die Leitung 22 gegeben wird.

Die Leitung 68 ist dann mit einem Abwärts-Zählimpuls beaufschlagt, wenn kein Überlauf des Hilfszählers 24 vorliegt und auf der Leitung 54 ein Abwärts-Zählimpuls erhalten wird oder dann, wenn zur Verminderung eines positiven Mittelwertes des Zählerstandes des Hilfszählers 24 ein Aufwärts-Zählimpuls auf die Leitung 20 gegeben wird.

Die Leitung 94 ist dann mit einem Aufwärts-Zählimpuls beaufschlagt, wenn zur betragsmäßigen Verminderung eines negativen Mittelwertes des Hilfszählers 24 ein zusätzlicher Abwärts-Zählimpuls auf der Leitung 22 erzeugt wird.

Die Leitung 96 stellt dann einen Abwärts-Zählimpuls bereit, wenn zur Verminderung eines positiven Mittelwertes des Zählerstandes des Hilfszählers 24 ein zusätzlicher Aufwärts-Zählimpuls auf der Leitung 20 bereitgestellt wird.

Wie aus Fig.5 ersichtlich ist, besteht der Hilfszähler 24 aus einem vierstelligen binären Auf/Abzähler 138, dessen Aufwärtszählklemme »5« mit der Leitung 66 und dessen Abwärtszählklemme »4« mit der Leitung 68 verbunden ist. Eine Ausgangsklemme »13«, die bei negativem Überlauf mit Signal beaufschlagt ist, ist mit der Leitung 140 verbunden, eine Ausgangsklemme »12«, die bei positivem Überlauf mit Signal beaufschlagt ist, ist mit der Leitung 142 verbunden.

Datenausgangsklemmen »3« bis »7« sind mit Leitungen 150 verbunden, welche der Leitung 76 von F i g. 2 entsprechen.

!n Fig.5 ist ferner das Flip-Flop 64 wiedergegeben, zusammen mit den Leitungen 152 und 152, die nach erfolgtem negativen bzw. positiven Überlauf des Auf/Abzählers 138 mit Signal beaufschlagt sind.

F i g. 6 zeigt Einzelheiten des Überlaufdetektors 72. Dieser weist einen vierstelligen binären Komparator 144 sowie zwei NAND-Glieder 146 und 148 auf. Erste Eingangsklemmen »10« bis »13« des !Comparators 144 sind mit den Leitungen 150 verbunden, auf denen der Zählerstand des Auf/Abzählers 138 übermittelt wird. Zweite Eingangsklemmen »1« bis »3« des; !Comparators 144 sind gemeinsam mit der Leitung 152 verbunden. Eine weitere Klemme »4« des zweiten Eingangs des Komparator 144 ist ständig mit einem einer logischen Eins hochpegeligen Signal beaufschlagt.

Ein Eingang des NAND-Gliedes 146 ist mit der Leitung 152 verbunden, ein zweiter Eingang über eine Leitung 156 mit einer ersten Ausgangsklemme »6« des Komparators 144 verbunden. Eine erste Eingangsklemme des NAND-Gliedes 148 ist mit der Leitung Ϊ52 verbunden, eine zweite Eingangsklemme desselben ist über eine Leitung 154 mit einer zweiten Ausgangsklemme »9« des Komparators 144 verbunden.

Ist der Zähler 138 in keiner Richtung übergelaufen, so wird weder auf der Leitung 154 noch auf der Leitung 156 ein Signal erhalten, so daß sowohl auf der Leitung 70A als auch auf der Leitung 7OB ein hochpegeliges Signal liegt.

Läuft der Auf/Abzähler in Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung über, so erhält man auf der Leitung 156 oder der Leitung 154 ein hochpegeliges Signal, so daß auf der Leitung 70Λ oder der Leitung 70S ein niederpegeliges Signal erhalten wird, da dann zugleich auch die Leitung 152 bzw. die Leitung 152 mit einem hochpegeligen Signal beaufschlagt ist. Die ein Überlaufen des Auf/Abzählers 138 in Aufwärtsrichtung bzw. Abwärtsrichtung anzeigenden niederpegeligen Signale auf den Leitungen 7OA und 70S werden in der obenstehend unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 dargestellten Art und Weise zur Steuerung des Umschaltkreises 58 verwendet.

Fig.7 zeigt Einzelheiten des Mittelwertrechners 32. Dieser weist ein durch ein Schieberegister gebildetes Eingaberegister 160 auf, dessen Eingangsklemmen »3« bis »7« mit den Leitungen 150 verbunden sind und dessen Eingangsklemme »2« mit der das Vorzeichen des Zählerstandes des Hilfszählers wiedergebenden Leitung 152 verbunden ist. Das fünfstellige Eingaberegister 160 wird zur Übernahme einer Zahl aktiviert, wenn über eine Leitung 162 ein entsprechender Einleseimpuls T von der Steuerschaltung 48 bereitgestellt wird.

Wird auf einer Leitung 170 von der Steuerschaltung 48 ein Addierbefehl Sbereitgestellt, so wird durch einen Addierer 172 und ein zugeordnetes Überlauf-Flip-Flop 174 der inhalt des Eingaberegisters 160 zum Inhalt eines Akkumulators 164 hinzuaddiert, der aus zwei zusammengeschalteten 8-Bit-Schieberegistern 166 und 168 besteht. Der Akkumulator 164 hat ulso 16 Bit. Um die Addition seriell durchführen zu können, ist dasjenige Flip-Flop des Eingangsregisters 160, in das über die

Leitung 152 das Vorzeichen übernommen wird, über eine Leitung 176 mit dem seriellen Eingang des Eingangsregisters 160 verbunden. Auf diese Weise werden auch die übriger Stellen der eingelesenen Zahl seriell über die Ausgangsklemme »10« auf den Addieier 172 gegeben, von wo sie über dessen Ausgangsklemmen »8« und »9« in den Akkumulator 164 geschoben werden.

Das Löschen des F.ingangsregisters 160 erfolgt nach Ende eines Einlese- und Addierzyklus durch Beaufschlagung einer Leitung 178 mit einem Rückstellsignal R, das ebenfalls von der Steuerschaltung 48 bereitgestellt wird.

Zum Ende eines Mittelwertbildungszyklus, der bei der hier betrachteten Ausführungsform 128 Einlese- und Addierzyklen umfaßt, steht in dem durch die Schieberegister 166 und 168 gebildeten Akkumulator die Summe von 128 Zählerständen des Hilfszählers 24. Die Zahl 128 ist deshalb gewählt, da sie eine Potenz von 2 ist (2⁷), so daß die zur Mittelwertbildung erforderliche Division leicht dadurch erfolgen kann, daß der Inhalt des Akkumulators 164 um sieben Binärstellen nach rechts geschoben wird. Das Auslesen des nach der so erfolgten Division erhaltenen Mittelwertes erfolgt somit an den Ausgangsklemmen »11« bis »13« des Schieberegisters 166 und der Ausgangsklemme »3« des Schieberegisters 168. Das Auslesen des Vorzeichens des Mittelwertes erfolgt bei einer der höheren Stellen zugeordneten Ausgangsklemmen des Schieberegisters 166, beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel bei der Klemme »5«, die mit der Leitung 82 verbunden ist. Dies ist deshalb möglich, da bei der eingelesenen Zahl die höchstrangige Binärstelle dem Vorzeichen der Zahl zugeordnet ist. Damit entsprechen später nach durchgeführter wiederholter Addition auch die höchstrangigen Bits des Schieberegisters 166 dem Vorzeichen des Mittelwertes. Dabei stehi eine Null des Vorzeichenbits für Aufwärts-Zählimpulse und eine Eins für Abwärts-Zählimpulse. Am Ende eines Mittelwertbildungszyklus wird nach erfolgter Übernahme des Mittelwertes durch den Mittelwertkorrekturzähler 62 dann der Akkumulator 164 wieder auf Null zurückgestellt, was durch Beaufschlagung einer Leitung 180 mit einem Löschsignal C erfolgt, das ebenfalls von der Steuerschaltung 48 bereitgestellt wird.

F i g. 8 zeigt Einzelheiten des Mittelwertkorrekturzählers 62 und des Flip-Flops 78, das die Richtung der durchzuführenden Korrektur des Zählerstandes des Hauptzählers vorgibt. Der Mittelwertkorrekturzähler 62 weist einen vierstelligen binären Auf/Abzähler 182 auf, dessen Aufwärtszählklemme »5« mit der Leitung 94 und dessen Abwärtszählklemme »4« mit der Leitung 9S verbunden ist. Eingangsklemmen »9«, »10«, »1«, »15« zum Voreinstellen eines Ausgangswertes des Auf/Abzählers 182 sind mit der Leitung 80 verbunden. Ausgangsklemmen »2«, »3«, »6«, »7« sind mit den Eingängen eines NOR-Gliedes 184 verbunden, dessen Ausgangssignal auf die Leitung 90 gegeben wird. Eine Steuerklemme des NOR-Gliedes 184 ist mit einer Leitung 185 verbunden, die beim Ende eines Mittelwertbildungszyklus von der Steuerschaltung 48 mit einem Signal beaufschlagt wird, um zwangsweise auf der Leitung 90 ein Signal zu erhalten, wie es sonst beim Zählerstand 0000 des Auf/Abzählers 182 erhalten wird, wodurch die Abgabe zusätzlicher Aufwärts-Zählimpulse oder Abwärts-Zählimpu'.se durch den Umschaltkreis 58 am Ende eines Mittelwertbildungszyklus unterbunden wird.

Das dem Vorzeichen des Mittelwertes entsprechende Signal gelangt über die Leitung 82 auf das über die Leitung 96 taktgesteuerte Flip-Flop 78. Das Flip-Flop 78 kann also jeweils bei Erhalt eines Taktimpulses gesetzt oder zurückgestellt werden, je nachdem, ob auf der Leitung 82 ein Signal liegt oder nicht Man erhält ein hochpegeliges Signal auf der Leitung_92 und ein niederpegeliges Signal auf der Leitung 92, wenn der Mittelwert positiv jst, umgekehrte Signalpegel auf den Leitungen 92 und 92, wenn der Mittelwert negativ ist. Die auf den Leitungen 92 und 92 stehenden Signale

ίο werden in der obenstehend unter Bezugnahme auf die in Fig.4 beschriebene Art und Weise zur Erzeugung zusätzlicher Aufwärts-Zählimpulse bzw. Abwärts-Zählimpulse verwendet.

Nunmehr werden unter Bezugnahme auf Fig.9 Einzelheiten der Steuerschaltung 48 beschrieben. Diese enthält einen schematisch dargestellten Rechteckgenerator 186, der mit einer Frequenz von etwa 12 MHz arbeitet. Unter Verwendung eines Flip-Flops 188 wird die Frequenz noch einmal um einen Faktor 2 heruntergeteilt. Die Eingangsklemme »T« des Flip-Flops 188 ist mit dem Ausgang des Rechteckgenerators 186 verbunden; die Ausgangsklemme »Q« des Flip-Flops 188 ist mit einem UND-Glied 189 verbunden, dessen zweite Ehgaiigsklemme ebenfalls mit dem Ausgang des Rechteckgenerator 186 verbunden ist Auf der mit dem Ausgang des UND-Gliedes 189 verbundenen Leitung 56 erhält man somit Taktimpulse mit einer Frequenz von 6 MHz. Durch die Wahl einer hohen Frequenz für die Taktimpulse ist sichergestellt, daß der Mittelwertrechner und der Umschaltkreis 58 mit einer Frequenz gesteuert werden, die erheblich größer ist als die Frequenz der am Stellungsgeber erhaltenen fluktuierenden Störsignale.

Die zur Steuerung des Eingaberegisters 160, des

Addierers 172 und des Überlauf-Flip-Flops 174 sowie des Akkumulators 164 innerhalb eines Einlese- und Addierzyklus erforderlichen Steuersignale werden von einem Schieberegister 192 bereitgestellt, dessen_ Eingangsklemme »8« mit der Ausgangsklemme Q des Flip-Flops 188 über eine Leitung 194 verbunden ist. Die Schiebefrequenz des Schieberegisters 192 beträgt somit 6MHz.

Die invertierende Ausgangsklemme »4« einer monostabilen Kippschaltung 190 ist mit der seriellen Eingangsklemme »1« des Schieberegisters 192 verbunden. Zu Beginn eines Einlese- und Addierzyklus, bei dem das Schieberegister 192 in seinen Ausgangszustand zurückgestellt ist, wird in das der Ausgangsklemme »3« zugeordnete Flip-Flop des Schieberegisters 192 eine

Eins eingelesen. Durch den Null-Eins-Übergang des der Ausgangsklemme »3« zugeordneten Flip-Flops des Schieberegisters 192 wird sofort über die Leitung 196 die monostabile Kippschaltung 190 angestoßen, so daß die invertierende Ausgangsklemme »4« für die Periode der monostabilen Kippschaltung 190 auf niederen Pegel gebracht wird. Hierdurch wird verhindert, daß weitere Bits innerhalb der Periode der monostabilen Kippschaltung 190 in das Schieberegister 192 eingelesen werden. Auf diese Weise wird die zuerst eingelesene Eins durch die Kette von Flip-Flops des Schieberegisters 192 hindurchgeschoben, und man erhält an den Ausgangsklemmen »5«, »10« und »12« zeitlich aufeinanderfolgende Signale, die zur Steuerung der Bauelemente des Mittelwertrechners innerhalb eines Einlese- und Addierzyklus verwendet werden.

Kehrt die monostabil Kippschaltung 190 wieder in ihren stabilen Zustand zurück, so erhält man an der invertierenden Ausgangsklemme »4« wieder eine

logische Eins, und der Einlese- und Addierzyklus wird wiederholt. Der monostabilen Kippschaltung 190 ist ein RC-Kreis 191 zugeordnet, der dazu dient, die Zeitkonstante der monostabilen Kippschaltung 190 zu ändern. Hierdurch kann man die Zeitspanne, die zwischen der Übernahme aufeinanderfolgender Werte durch den Mittelwertrechner verstreicht, abändern. Diese Einstellmöglichkeit ermöglicht eine Anpassung des Mittelwertrechners an die Frequenz der in einer Anlage jeweils vorgefundenen Störsignale.

Die Steuerschaltung 48 weist ferner drei hintereinandergeschaltete vierstellige Binärzähler 198,200 und 202 auf, welche die Anzahl durchgeführter Einlese- und Addierzyklen festhalten. Hierzu ist die Zählklemme »14« des ersten Binärzählers 198 über eine Leitung 206 mit einer Leitung 204 verbunden, die ihrerseits mit der Leitung 196 und damit mit der Ausgangsklemme »3« des Schieberegisters 192 verbunden ist Nach fünfzehn Verschiebevorgängen im Schieberegister 192 steht an den Ausgangsklemmen »8« bis »12« des Binärzählers 198 die Binärzahl 111. Bei Erhalt des nächsten Impulses über die Leitung 206 steht dann am Ausgang des Binärzählers 198 die Binärzahl 0000. Damit wird ein UND-Glied 208 durchgesteuert, so daß auf einer mit dessen Ausgang verbundenen Leitung 210 ein hochpegeliges Signal liegt. Mit diesem ist eine erste Eingangsklemme eines UND-Gliedes 212 beaufschlagt. Wird nun das nächste Mal an der Ausgangsklemme »5« des Schieberegisters 192 ein Signal erhalten, so steuert das UND-Glied 212 für die Länge eines Taktimpulses durch, und auf der mit seinem Ausgang verbundenen Leitung 178 wird das Signal zum Nullsetzen des Eingaberegisters 160 des Mittelwertrechners 32 erhalten (vgl. F i g. 7).

Durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 208 ist über die Leitung 210 und eine Zweigleitung derselben auch ein weiteres UND-Glied 214 beaufschlagt, das eine zweite, mit der Ausgangsklemme »10« des Schieberegisters 192 verbundene Eingangsklemme und eine dritte, mit dem Ausgang des Rechteckgenerators 186 verbundene Eingangsklemme hat. Eine Leitung 216 verbindet den Ausgang des UND-Gliedes 214 mit dem einen Eingang eines UND-Gliedes 220, dessen zweiter Eingang über eine Leitung 218 mit der Ausgangsklemme Qdes Flip-Flops 188 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 220 ist mit der Leitung 162 verbunden, und man erhält dort ein zeitlich gegenüber dem Löschsignal R verzögertes Einlesesignal T für das Eingaberegister 160.

Mit jedem sechzehnten über die Leitung 206 auf den Binärzähler 598 gegebenen Impuls wird über die Leitung 222 der Eingang des nächsten Binärzählers 200 mit einem Überlaufimpuls beaufschlagt, die Überlaufklemme »11« des Binärzähiers 200 ist über eine Leitung 224 mit der Zählklemme »14« des Binärzählers 202 verbunden. Für jeweils 128 über die Leitung 206 auf die Zähleranordnung gegebene Impulse erhält man somil auf einer mit der Ausgangsklemme »11« verbundenen

ίο Leitung 225 einen Impuls. Die Leitung 225 ist mit den Rückstellklemmen »2« aller drei Binärzähler 198, 200 und 202 verbunden, so daß diese Zähler alle nach 128 Einlese- und Addierzyklen auf Null zurückgesteJlt werden. Die Leitung 225 ist ferner mit einem Inverter 230 verbunden, dessen Ausgang seinerseits mit der Leitung 185 verbunden ist, die zu Ende eines 128 Einlese- und Addierzyklen umfassenden Zyklus die Steuerklemme des NOR-Gliedes 184 somit mit einem Signal beaufschlagt, durch welches auf der Leitung 90

(vgl. Fig.8) ein Sperrsignal erzeugt werden, das die Abgabe zusätzlicher Aufwärts-Zähiimpuise oder Abwärts-Zählimpulse durch den Umschaltkreis 58 unterbindet. Über eine Zweigleitung 228 der Leitung 225 wird nachstehend 128 Einlese- und Addierzyklen zugleich ein UND-Glied 226 angesteuert, dessen zweite Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme »10« des Schieberegisters 192 verbunden ist und dessen Ausgang mit der Leitung 88 und damit auch der Leitung 86 verbunden ist Das auf den Leitungen 86 und 88 erhaltene Signal isl somit um vier Taktimpulse gegenüber dem Signal aul der Leitung 185 versetzt, wie aus F i g. 11 ersichtlich ist Wie schon obenstehend unter Bezugnahme auf F i g. 8 dargelegt worden ist, dient das Steuersignal auf der Leitung 88 dazu, die Übernahme des berechneter Mittelwertes durch den Auf/Abzähler 182 herbeizuführen. Mit dem auf der Leitung 225 stehenden Signal isl ferner eine erste Eingangsklemme eines UND-Gliedes 232 verbunden, dessen zweite Eingangsklemme mit dei Ausgangsklemme »12« des Schieberegisters 192 verbunden ist. Man erhält so auf der mit dem Ausgang de: UND-Gliedes 232 verbundenen Leitung 180 ein weiter zeitlich verzögertes Löschsignal C zum Nullsetzen des Akkumulators 164.

F i g. 10 zeigt die auf den Leitungen 170,178,162, 8t und 88,180 und 225 stehenden Signale.

Die F i g. 11 zeigt verschiedene Signale gegen Ende des 128. Einlese- und Additionszyklus, d. h. gegen Ende eines Mittelwertbildungszyklus.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Berechnung des gemittelten Gesamtausgangssignals einer digitalen Signalquelle, welche aufeinanderfolgende Aufwärts-Zählimpulse und Abwärts-Zählimpulse bereitstellt, insbesondere eines Stellungsgebers, der bei Verlagerung seines Meßkörpers um eine vorgegebene Wegstrecke in einer Richtung einen Aufwärts-Zählimpuls und bei Verlagerung seines Meßkörpers um die vorgegebene Wegstrecke in entgegengesetzter Richtung einen Abwärts-Zähümpuls bereitstellt, mit einer mit den Zählimpulsen beaufschlagten, aufwärts und abwärts zählenden Zähleranordnung und mit einem mit der letzteren zusammenarbeitenden Mittelwertrechner, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfszähler (24) ebenso wie ein Hauptzähler (18) der Zähleranordnung über einen Umschaltkreis (16) mit der Signalquelle (10) verbunden ist; daß die Überlaufklemme des Hilfszählers (24) mit einer Steuerklemme des Umschaltkreises (16) verbunden ist, der bei einem Überlauf die von der Signalquelle bereitgestellten Zählimpulse direkt an den Hauptzähler (18) überstellt, während die Zählimpulse sonst auf den Hilfszähler gegeben werden; daß der Mittelwertrechner (32) mit dem Hilfszähler (24) zusammenarbeitet; und daß ein steuerbarer, von der Signalquelle unabhängiger Impulsgenerator (34) vorgesehen ist, dessen Steuerklemme mit dem Ausgang des Mittelwertrechners (32) verbunden ist und der in Abhängigkeit von dem Vorzeichen eines von Null verschiedenen Ausgangssignals des Mittelwertrechners den Hauptzähler (18) und den Mittelwertrechner (32) mit einem. Zug von Abwärts-Zählimpulsen oder Aufwärts-Zählimpulsen versorgt und zugleich den Hilfszähler (24) mit einem komplementären Zug von Aufwärts- oder Abwärts-Zählimpulsen versorgt, derart, daß der mittlere Zählerstand des Hilfszählers betragsmäßig verkleinert wird und bei mittlerem Zählerstand »Null« des Hilfszählers der Zählerstand des Hauptzählers das gemittelte Gesamtausgangssignal darstellt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (34) in jedem Zyklus des Mittelwertrechners (32) nur einen Impuls enthaltende Impulszüge abgibt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Hilfszählers (34) erheblich kleiner ist als die des Hauptzählers (18).

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (190, 191) zur Einstellung der Periode des Mittelwertrechners (32).

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (34) eine Steuerschaltung (48) aufweist, welche Taktimpulse für den Mittelwertrechner (32) und eine Richtungssteuerschaltung (78) bereitstellt, welch letztere in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Mittelwertrechners Aufwärtszählbefehlssignale oder Abwärtszählbefehlssignale an den Umschaltkreis (58) überstellt (92,92).

6. Schaltung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Mittelwertkorrekturzähler (62), der mit den zur Verminderung des Betrages des Zählerstandes des Hilfszählers (24) von der Torschaltung (78) abgegebenen Aufwärts- bzw. Abwärts-Zählimpulsen über den Umschaltkreis (58) beaufschlagt (94,96) ist, und durch ein NOR-Glied (184), welches eingangsseitig mit dem Ausgang des Mittelwertkorrekturzählers (62) verbunden ist und ein Sperrsignal an den Umschaltkreis (58) abgibt (90), durch welches mit den Ausgangssignalen der Torschaltung (78) beaufschlagte UND-Glieder sperrbar sind.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das NOR-Glied (184) eine Steuerklemme aufweist, die von der Steuerschaltung (48) zu Ende eines Mittelwertbildungszyklus mit einem Signal beaufschlagt (185) wird, welches zwangsweise die Abgabe eines Sperrsignals durch das NOR-Glied herbeiführt.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (48) einen mit vorgegebener Frequenz laufenden Taktgeber (186), ein diesem als Frequenzteiler nachgeschaltetes Hilfs-Flip-Flop (188), an dessen einer Ausgangsklemme die Taktimpulse für den Mittelwertrechner (32) und die Richtungssteuerschaltung (78) bereitgestellt werden, ein Schieberegister (192), dessen Eingangsklemme mit dem anderen Ausgang des Hilfs-Flip-Flops (188) verbunden ist, und eine monostabile Kippstufe (190) aufweist, deren Steuerklemme mit dem ersten Ausgang des Schieberegisters (192) verbunden (1%) ist und deren Ausgang mit einer Steuerklemme des Schieberegisters verbunden ist, und daß verschiedene Ausgangsklemmen des Schieberegisters mit den verschiedenen Rechenkreisen (160, 166, 168, 172, 174) des Mittelwertrechners (32) zur Steuerung ihres Arbeitens innerhalb eines Mittelwertbildungszyklus verbunden sind.

9. Schaltung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippstufe (190) mit einem einstellbaren /?C-Kreis (191) verbunden ist, welcher ihre Zeitkonstante vorgibt.

10. Schaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (48) einen Hilfszähler (198 bis 202) aufweist, dessen Eingangsklemme mit der ersten Ausgangsklemme des Schieberegisters (192) verbunden ist und dessen eine Ausgangsklemme das am Ende eines Mittelwertbildungszyklus zum Zurücksetzen des Ausgangssignals des Mittelwertrechners (32) auf den Ausgangswert Null dienende Löschsignal abgibt (225).

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Überlaufklemmen des Hilfszählers (24) mit den Eingängen eines Flip-Flops (64) verbunden sind und dessen die Richtung des Überlaufs angebendes Ausgangssignal auf einen ferner direkt mit dem Ausgangssignal des Hilfszählers (24) beaufschlagten Überlaufdetektor (73) gegeben wird, dessen Ausgänge mit dem den Überlauf des Hilfszählers (24) zugeordneten Steuerklemmen des Umschaltkreises (58) verbunden sind.

12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlaufdetektor (72) einen Komparator (144) und zwei NAND-Glieder (146, 148) aufweist und daß bei dem Komparator (144) der eine Eingang mit dem Ausgang des Hilfszählers (24) und der andere Eingang mit einem einer logischen Eins entsprechenden Signal und an den anderen Eingangsklemmen mit dem Ausgangssignal des die Überlaufrichtung vorgebenden Flip-Flops (64) be-

aufschlagt ist, während das erste NAND-Glied (146) mit dem ersten Ausgangssignal des !Comparators und dem Ausgangssignal des die Überlaufrichtung angebenden Flip-Flops (64) beaufschlagt ist und das zweite NAND-Glied (148) mit dem zweiten Ausgangssignal des !Comparators (144) und dem invertierten Ausgangssignal des die Überlaufrichtung angebenden Flip-Flops (64) beaufschlagt ist.